旋转机械故障诊断.ppt
8种故障特征的联系自激振动(流体介质)强迫振动油膜涡动与油膜振荡1×fr,[?×frfn]旋转失速与喘振1×fr,[(0.2~0.5)×fr0.5~20Hz]线性1×fr非线性n×fr不平衡1×fr弯曲1×fr,轴向振动不对中1×fr,(2,4)×fr,香蕉形,轴向振动松动1×fr,(3,5,7)×fr,松动方向振动大裂纹(1,2,3)×fr,(1/2,1/3,1)×fn共振碰摩n×fr,1/n×fr,(n+1/2)×fr,削顶波,谱线底部粘连,金属摩擦声第94页,共134页,星期日,2025年,2月5日6.2不平衡分析案例案例要点描述:离心式氢气压缩机;该压缩机配有7200系列振动监测系统;测点有7个(G轴向测点);6月10日下午启动后投入催化剂再生工作,需要连续运行一周左右,工作介质为氮气(比氢气重);6月12日上午振动报警,测点D报警,测点C偏大,其它测点(轴向)没有明显变化(排除弯曲);7200系统说明设备有故障,但是不知是什么故障;如解体检修,会拖延全厂开车时间。第95页,共134页,星期日,2025年,2月5日频谱分析利用计算机进行了频谱分析,见图6-1,并与故障前5月21日相应测点的频谱图6-2进行对比,发现:图6-16月12日D点频谱图图6-25月21日D点频谱图第96页,共134页,星期日,2025年,2月5日频率幅值对比谐波频率HZ21/5振幅12/6振幅改变量1×254.88170.93295.621252×510.8038.0238.8203×764.6534.4035.3814×1021.5323.3826.723第97页,共134页,星期日,2025年,2月5日转轴弯曲故障的振动信号特征:(轴弯曲故障的振动信号与不平衡基本相同)时域波形为近似的等幅正弦波;轴心轨迹为圆或偏心率较小的椭圆;频谱成份以转频为主,伴有高次谐波成份。与不平衡故障的区别在于:轴向振动较大。第62页,共134页,星期日,2025年,2月5日6.1.6转轴横向裂纹故障机理在一般情况下,转轴每转一周,裂纹总会发生张合。转轴的刚度不对称,从而引发非线性振动,能识别的振动主要是1×、2×、3×倍频分量。第63页,共134页,星期日,2025年,2月5日转轴横向裂纹的振动信号特征:振动具有非线性性质,出现旋转频率的l×、2×、3×…·等高倍分量;随裂纹扩展,刚度进一步下降,l×、2×……等频率幅值随之增大,相位角则发生不规则波动。开停机过程中,会出现分频共振,即转子在经过1/2、1/3……临界转速时,由于相应的高倍频(2×、3×)正好与临界转速重合,振动响应会出现峰值。第64页,共134页,星期日,2025年,2月5日裂纹信号与历史信号谱比较第65页,共134页,星期日,2025年,2月5日升速过程的分频共振第66页,共134页,星期日,2025年,2月5日机械松动松动本身不是纯粹的故障,不会直接产生振动,但它可放大故障的作用。A结构框架或底座松动B轴承座松动C轴承等部件配合松动6.1.7连接松动故障的机理第67页,共134页,星期日,2025年,2月5日A.结构框架/底座松动振动特征:类似不平衡或不对中,频谱主要以1X为主。振动具有局部性,只表现在松动的转子上。底板连接处相邻结合面的振动相位相差180。如果轴承紧固是在轴向,也会引起类似不对中的轴向振动.包括如下几方面的故障支脚、底板、水泥底座松动/强度不够;框架或底板变形;紧固螺丝松动。第68页,共134页,星期日,2025年,2月5日图3–软脚或其它支架变形如管道应力能引起轴承的部件不对中第69页,共134页,星期日,2025年,2月5日B.由于结构/轴承座晃动或开裂引起的松动振动特征:主要以2X为特征(主要是径向2X超过1X的50%)幅值有时不稳定振动只有伴随其它故障如不平衡或不对中时才有表现,此时要消除平衡或对中将很困难.在间隙达到出现碰撞前,振动主要是1X和2X;出现碰撞后,振动将出现大量谐频。包括如下几方面的故障结构或轴承座开裂支承件长度不同引起的晃动部件间隙出现少量偏差时(尚无碰撞)紧固螺丝松动。第70页,共134页,星期日,2025年,2月5日图2–在松动方向上容许的松动运动第